Системы разработки курс лекций
..pdfучастковый сборный уклон 8 и бортовые ходки 9. Разрезные печи 10 проходятся в 10–20 м от дренажного штрека. При доработке столба лавы доходят непосредственно до главного вентиляционного штрека 5. Главные штреки (4 и 5) и дренажный штрек 12 погашаются по мере отработки столбов.
По той же причине, как и в предыдущем варианте системы разработки, свежая струя воздуха подается в лавы по бортовым ходкам 9, а исходящая удаляется по сборному конвейер- но-вентиляционному уклону 8.
3.5. Анализ применения столбовых систем разработки
Столбовые системы разработки, как видно из рассмотренных выше вариантов, применяются при любых способах подготовки шахтного поля. Углы падения пластов не являются препятствием для применения столбовых систем. Столбовые системы разработки без разделения пласта на слои применяются при мощности разрабатываемых пластов от весьма тонких до средней мощности.
К недостаткам столбовых систем разработки следует отнести:
–длительный ввод в работу очистных забоев, т.к. до начала очистных работ должны быть пройдены все подготовительные выработки;
–все подготовительные выработки проводятся с использованием вентиляторов местного проветривания, причем нередко возникают проблемы с проветриванием проводимых подготовительных выработок из-за большой длины вентиляционных ставов.
Достоинствами столбовой системы разработки являются:
–отсутствие тесной взаимосвязи очистных и подготовительных работ на участке;
–небольшие затраты на поддержание участковых выработок, т.к. подготовительные выработки в основном поддерживаются в массиве пласта впереди очистных работ;
–невысокая трудоемкость и невысокая себестоимость добычи по системе разработки в связи с малым объемом ручных работ на участке;
111
–достаточно простые схемы проветривания очистных забоев, небольшие утечки воздуха;
–дополнительная разведка условий залегания пласта впереди очистного забоя при проведении подготовительных выработок.
Перечисленные выше достоинства столбовых систем разработки приводят к тому, что удельный вес этих систем при разработке пластовых месторождений неуклонно растет, достигнув в настоящее время 60–65 %.
112
4. КОМБИНИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Комбинированными системами разработки называются системы разработки с длинными очистными забоями (лавами) при одновременно-последовательном выполнении подготовительных и очистных работ. Комбинированные системы разработки представляют собой комбинацию столбовых и сплошных систем разработки, т.е. они содержат отдельные элементы как столбовых, так и сплошных систем. Поскольку и сплошные и столбовые системы рассмотрены достаточно подробно, то рассмотрение комбинированных систем будет достаточно кратким.
4.1.Комбинированные системы разработки
сповторным использованием подготовительных выработок
Суть комбинированных систем разработки с повторным использованием подготовительных выработок заключается в том, что при отработке какого-либо участка пласта используются выработки, пройденные при отработке предыдущего участка. В принципе, с повторным использованием подготовительных выработок мы уже встречались (см. рис. 3.18, 3.24,
3.26и др.), но при столбовых системах.
Вкачестве примера комбинированной системы разработки с повторным использованием подготовительных выработок рассмотрим вариант системы, показанный на рис. 4.1. В рассматриваемом варианте системы разработки подготовка шахтного поля этажная, порядок отработки этажа прямой, подготовка этажа пластовая. На рисунке показаны два этажа: верхний этаж (1) уже отработан, а второй этаж (2) отрабатывается. При отработке верхнего этажа на всю длину крыла этажа был пройден пластовый этажный откаточный штрек. Этот штрек при отработке верхнего этажа охранялся целиками и при отработке нижнего этажа используется в качестве пластового этажного вентиляционного штрека 5. В этом и заключается суть повторного использования подготовительных выработок.
113
Рис. 4.1. Комбинированная система разработки лава-этаж с использованием в качестве этажного вентиляционного штрека бывшего этажного откаточного штрека верхнего этажа
Рассматриваемый вариант системы разработки содержит элементы как столбовых систем, так и сплошных. Действительно, этажный вентиляционный штрек 5 уже пройден на всю длину крыла этажа до начала очистных работ в нижнем этаже – это элемент столбовой системы разработки. Этажный откаточный штрек 3, конвейерный просек 4 и вентиляционный просек 6 проходятся с небольшим опережением лавы – это элементы сплошной системы. В этом и заключается суть комбинированных систем разработки.
Что касается транспортирования добытого полезного ископаемого, проветривания горных выработок, то они достаточно ясны из рис. 4.1 и подробно рассмотрены при изучении столбовых и сплошных систем.
Аналогичные варианты систем разработки применяются и при панельной подготовке как горизонтальных, так и негоризонтальных пластов, и при погоризонтной подготовке. В качестве примера на рис. 4.2 приведена комбинированная система разработки при погоризонтной подготовке с подвиганием очистного забоя по восстанию. В этом варианте в качестве участ-
114
кового вентиляционного ходка 6 повторно используется участковый бремсберг предыдущего столба. Вариант системы, показанный на рис. 4.2, включает участковый вентиляционный ходок 6, пройденный при отработке предыдущего столба, и участковый бремсберг 5, конвейерный параллельный ходок 7
ипараллельный вентиляционный ходок 8, проводимые с небольшим опережением лавы. Таким образом, рассматриваемый вариант системы представляет собой комбинацию столбовой
исплошной систем разработки.
Рис. 4.2. Комбинированная система разработки лавастолб при погоризонтной подготовке с подвиганием очистного забоя по восстанию и повторном использовании участкового откаточного бремсберга
Интересен вариант повторного использования подготовительных выработок в следующей системе разработки. В литературе этот вариант системы разработки называется системой
115
парных штреков. Данная система применяется при панельной подготовке негоризонтальных пластов. В целях экономии места на рис. 4.3 показано только одно крыло панели. Другое крыло панели будет симметрично показанному относительно панельного бремсберга 4 или панельного уклона.
Рис. 4.3. Комбинированная система разработки парными штреками
116
Сущность комбинированной системы парными штреками заключается в следующем. Сначала одновременно (см. рис. 4.3, а) или последовательно отрабатываются первый (1) и третий (3) ярусы панели. Отработка этих ярусов осуществляется прямым порядком сплошной системой разработки с охраной ярусных штреков целиками. Такой вариант сплошной системы подробно рассмотрен в подразделе 2.2 (рис. 2.16). После того как первый и третий ярусы будут отработаны на всю длину крыла яруса, начинается отработка второго (2) яруса. Для этого охраняемые целиками ярусный откаточный штрек первого яруса и ярусный вентиляционный штрек третьего яруса на границе панели сбиваются разрезной печью. От этой разрезной печи начинается отработка второго яруса обратным порядком столбовой системой разработки с погашением ярусных штреков позади лавы. Такой вариант столбовой системы подробно рассмотрен в подразделе 3.2 (см. рис. 3.23). Одновременно с отработкой второго яруса или после полной отработки второго яруса столбовой системой отрабатывается сплошной системой пятый ярус по аналогии с первым и третьим ярусами, затем столбовой системой четвертый ярус и т.д.
4.2.Комбинированная система разработки
спроведением опережающего участкового бремсберга
При рассмотрении сплошных систем разработки с разде-
лением этажа на подэтажи обращалось внимание на проблемы с проведением и поддержанием участкового бремсберга. Применение комбинированной системы разработки, которая рассматривается ниже (рис. 4.4), позволяет в значительной мере снять эти проблемы.
Приведенный на рис. 4.4 вариант комбинированной системы разработки во многом повторяет вариант сплошной системы разработки с разделением этажа на два подэтажа с последовательным проветриванием лав, показанный на рис. 2.13. Действительно, проведение и поддержание участкового вентиляционного штрека, проведение и поддержание промежуточного штрека, подвигание и опережение очистных забоев, схема
117
Рис. 4.4. Комбинированная система разработки с опережающей проходкой участкового бремсберга
транспорта полезного ископаемого и схема проветривания очистных работ в обоих вариантах аналогичны. Но существенная разница заключается в том, что участковый откаточный штрек 3 проходится с большим опережением (примерно на длину выемочного поля) очистных работ, что характерно для столбовых систем разработки. Большое опережение участкового откаточного штрека позволяет провести участковый бремсберг 4 до подхода к нему очистных работ. В рассматриваемом варианте комбинированной системы разработки участковый бремсберг поддерживается в целике между выемочными полями. Участковый вентиляционный штрек позади очистного забоя поддерживается бутовой полосой, для выкладки которой в выработанном пространстве лавы нижнего подэтажа проходится бутовый штрек. Возможно проведение участкового откаточного штрека спаренным забоем с конвейерным просеком. В этом случае выкладки бутовой полосы для охраны участкового откаточного штрека не требуется, т.к. штрек будет охраняться целиками. При проведении откаточного штрека спаренным забоем можно отказаться и от проведения полевого этажного откаточного штрека, т.к. пластовый штрек, охраняемый целиками, будет этажным откаточным штреком.
118
4.3. Комбинированная система разработки спаренными лавами
В подразделе 3.3 был рассмотрен вариант столбовой системы разработки при панельной подготовке горизонтальных пластов в случае, когда панельные штреки располагаются вдоль противоположных границ панели (см. рис. 3.30). Недостатком этого варианта является проведение вентиляционных штреков на всю ширину панели до начала очистных работ, хотя на длине от панельного откаточного штрека до очистного забоя эти штреки не эксплуатируются. В этом случае более целесообразно применить комбинированную систему разработки, показанную на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Комбинированная система разработки спаренными лавами при панельной подготовке горизонтальных пластов и расположении панельных штреков на противоположных границах панели
119
В этом варианте системы разработки подготовка столба предусматривает только проведение сборного откаточного штрека 6 на всю ширину панели (т.е. на длину столба), проведение участковых вентиляционных штреков 7 на ширину целика, оставляемого для охраны панельного вентиляционного штрека 5 и разрезных печей 8. После начала очистных работ в столбе участковые вентиляционные штреки проводятся позади очистных забоев и охраняются в выработанном пространстве бутовыми полосами, порода для выкладки полос берется от проходки штреков. Возможны и другие способы охраны участковых вентиляционных штреков позади лав.
Таким образом, участковый сборный откаточный штрек пройден до начала очистных работ в столбе, что характерно для столбовых систем, а участковые вентиляционные штреки проходятся и поддерживаются как при сплошных системах.
Что касается транспортирования добытого полезного ископаемого и проветривания отрабатываемого столба, то они аналогичны подробно рассмотренной в подразделе 3.3 системе разработки (см. рис. 3.30) и поэтому здесь подробно не рассматриваются.
Представленный на рис. 4.5 вариант системы разработки широко применяется при разработке горючих сланцев. Кстати, возможен аналогичный вариант системы разработки лавастолб.
Рассмотренные выше примеры достаточно полно характеризуют комбинированные системы разработки. Поскольку комбинированные системы содержат элементы как сплошных, так и столбовых систем разработки, то и достоинства, недостатки и область применения комбинированных систем соответственно определяются комбинацией их элементов.
120